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科学家揭秘黑洞衰变的原因所在

2017-08-30 08:02:36 点击: 来源: 止戈网 反馈
导读:[提要]据国外媒体报道,黑洞生长速度比蒸发速度更快吗?黑洞是已知宇宙中最大质量的单个天体,其质量是太阳质量的数百万倍,甚至数十亿倍,它们形成于超质量恒星及其残骸物质崩溃过程。任何跨越黑洞事件视界的物质
[提要]据国外媒体报道,黑洞生长速度比蒸发速度更快吗?黑洞是已知宇宙中最大质量的单个天体,其质量是太阳质量的数百万倍,甚至数十亿倍,它们形成于超质量恒星及其残骸物质崩溃过程。任何跨越黑洞事件视界的物质将注定到

   据国外媒体报道,黑洞生长速度比蒸发速度更快吗?黑洞是已知宇宙中最大质量的单个天体,其质量是太阳质量的数百万倍,甚至数十亿倍,它们形成于超质量恒星及其残骸物质崩溃过程。任何跨越黑洞事件视界的物质将注定到达中央奇点,逐渐增大黑洞质量。但由于结合广义相对论,该理论告诉我们太空会被质量弯曲,同时,量子场理论告诉我们真空的自然运行属性,我们知道黑洞不会永远地保持稳定,而是逐渐衰变。

黑洞为什么会衰变

  为什么黑洞生长速度不会超过其辐射蒸发速度?如果粒子对在太空任何区域喷发,其中包括黑洞内部的事件视界,同时,并不是所有粒子不久会湮灭消失,为什么黑洞不会因为未湮灭幸存粒子而缓慢膨胀呢?这里存在一个人们理解误区,的确,真空是一个非常有趣的区域,在许多方面,它一点儿也不空。当然你可以想象所有物质、所有辐射、所有能量,甚至所有完全脱离太空区域的弯曲事件,直至它们都完全脱离空间,接近于宇宙的“一无所有”状态。然而,即使是这样,真空的零点能量也不是完全是零状态,即使你移除任何事物,我们仍认为粒子-反粒子对可以“时进时出”。

  黑洞并非太空中隔离天体,而是存在于宇宙、星系和恒星系统的物质和能量之间,它们会加速生长,当黑洞质量达到一个极限值,之后依据“霍金辐射”理论,会快速毁灭物质和能量,最终黑洞消失。  40年多前,英国著名物理学家史蒂芬-霍金提出了所谓的“霍金辐射”理论,即黑洞因为辐射而逐渐萎缩变小直至消失。目前,在可视化研究中,将一个黑洞“放置”在空间中,研究人员会发现粒子-反粒子对可能出现的3种存在方式:一是粒子-反粒子对出现在黑洞外部,并在黑洞外部进行再湮灭;二是粒子-反粒子对在黑洞事件视界中存在,然后再湮灭;三是粒子-反粒子对都出现在黑洞外部,但是一种落入黑洞,而一种逃逸黑洞。

  这种推测的确过于简单化,但这是最简单清晰的可视化推测之一,能够正确地定性量化分析,即使该理论未精确地描述霍金辐射理论起源,或者它的能量频谱是什么。在现实中,你所得到的是黑体辐射的频谱——主要是极低能量的光子,这与黑洞事件视界的大小有关,较小黑洞辐射速度更快。

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